平衡控水筛管技术在水平井水锥突破中的应用

平衡控水筛管技术在水平井水锥突破中的应用

与直接井和倾斜井相比，平面井的渗漏区域可以增大，采收率可以提高，因此得到了广泛的应用。由于水平井与非均质性地层有较长的接触面积以及水平段的井筒流动产生的摩阻压降等原因,使得水平井在水侵上比直井更具风险。由于水的流动性会远远好于烃类流体,因此当水平井段的某部位发生水锥突破时,整个水平井的正常生产会受到直接的影响。尤其在海上油田高作业费要求较高的单井产量,当产油量由于水体突破造成剧烈下降时,水平井的生产寿命和经济效益都会受到影响。并最终影响到油田的采收率。平衡控水筛管(ICD)是一种可以控制水平段井筒分段压差的新型完井工具,通过各类压降技术,使得水平段井筒内的各段压差达到一致,从而达到控制产液剖面的结果并达到控水增油的效果。目前ICD完井技术在世界各大石油公司普遍使用,特别是在北海油田和中东地区,效果显著。惠州油田于2008年率先在南海东部海域引入该技术,其应用效果较好。1平衡控水筛管icd为控制水平井井筒均衡产液,ICD流入控制器和其上预装的防砂筛管沿着水平井筒安装(图1),通过将储层中达西径向流转化为ICD内的压降流来实现均衡的流量剖面,通过增加地层和井筒之间额外但有限的压降,抑制流经高速层段的流量而产生更大的压降,从而减少流速,消除因跟部-趾部效应和渗透率非均质性引起的非均匀流动,起到均衡井筒产液剖面的作用。封隔器和ICD联合使用,通过限制各段不同采油指数达到均匀泄油,从而起到延缓底水锥进,延长无水或底水采油期,提高油气井产量和采收率的目的。平衡控水筛管(ICD)依据内部压降控制系统可以分为3类:通道型、喷嘴型和孔板型。通道型主要依靠螺旋通道产生的摩擦阻力来产生流动控制所需的压降,对原油粘度及油水乳化现象敏感,不适用于原油粘度较大的油藏;喷嘴型靠流速的变化产生的压头损失引起压降;孔板型利用流速变化和摩擦阻力2种压头损失来获得压降。2反思水平井结构新钻(老井侧钻)水平井是南海东部海上油田进入开发中后期主要的增储挖潜手段,能有效地开发油柱高度较小的剩余油及油藏物性差、油层薄、储量小、非均质严重或是强底水的未动用油藏,极大地减缓油田的产量递减,保持油田的稳产和增产,提高油田的采收率。惠州油田储层物性好、油藏天然能量充足、原油粘度低、地饱压差大、单井产能高,目前多数主力油田已进入开发后期,面临的主要问题是剩余油油柱高度较小(2～4m),储层渗透率高(>1000mD),具有很强的底水或次生边底水,利用水平井开发由于产液剖面不均衡而容易发生早期的底水锥进。惠州油田于2008年在2口老井的侧钻水平井完井中引入ICD技术。截止2011年7月,惠州油田已有10口井使用ICD完井,其中水平井7口,直井3口,如表1。3油藏物性、剩余油柱高度和长度对比PLT(productionloggingtool)产能测试是直接验证ICD完井效果的主要手段,通过PLT测试,可以测得每个封隔段的产量以及封隔的有效性,从而验证井筒产液剖面是否均衡。由于水平井下入PLT测试管柱难度较大且海上作业费用较高,故目前没有在应用ICD完井的水平井中进行PLT测试工作,无法直接验证应用ICD完井的效果,因此采用与油藏物性相似的未安装ICD的水平井进行对比验证。HZ26-1-9SaSb井与HZ26-1-4Sa是2口于2008年完钻的2口侧钻水平井。这2口井都完井在M12强底水油藏。其中HZ26-1-9SaSb井使用通道型平衡控水筛管(ICD)完井,开发油藏中西部局部构造高点;根据领眼井21SaPH井证实该构造高点油藏渗透率为500～800mD,剩余油柱高度7m。HZ26-1-4Sa井使用普通防砂筛管完井,开发油藏东南部局部高点;领眼井12SbPH井证实该构造高点储层渗透率为500～1000mD,剩余油柱高度8m。2口井无论是油藏物性还是剩余油柱高度都相差不大,可以用来进行对比。HZ26-1-9SaSb井于2008年7月24日投产,水平段有效长度175m,下入6个机械式封隔器,把水平井筒分隔为6段,并且在每段中分别下入通道型ICD流入控制器。HZ26-1-4Sa井于2008年10月29日投产,水平段有效长度155m,普通防砂筛管完井。该井初产2300BOPD(日产油桶数),含水2%。图2为使用ICD的HZ26-1-9Sb井和未使用ICD的HZ26-1-4Sa井的产量对比图,从图中可以明显看出,对于油藏物性、剩余油柱高度和水平井段有效长度相差不大的两口井,是否使用ICD完井其生产动态差别明显。使用ICD完井其初产日产油量高,初产含水率低,液量保持平稳,开发后期含水率低,累积产油量高。4图1:美国监狱警察-区ICU技术应用于惠州油田7口水平井中,7口水平井的累积产油量与含水率如图3所示。除HZ19-3-5Sa井含水上升较快,控水效果不明显之外,其余井稳油控水效果优于预测结果,特别是HZ19-3-9井,该井投产后一直保持自喷生产,油井产量高,含水率低,目前含水率低于55%。5管技术使用多个封隔器的地层分区水平井由于地层物性的差异和井筒摩擦阻力的影响,使得水平井的产液剖面不均匀,易使油井发生水锥而过早见水。平衡控水筛管技术使用多个封隔器将物性差别较大的井段进行分隔,并调整各井段的使用参数,达到水平段流体的均衡分布。该技术在惠